Cast Iron vs Cast Steel Valves
Efni:
Steypujárnslokar eru fyrst og fremst gerðir úr gráu steypujárni eða sveigjanlegu járni, sem veldur tiltölulega litlum styrkleika og næmi fyrir sprungum og tæringu við notkun.
Steypt stállokar eru venjulega gerðir úr kolefnisstáli eða álstáli, vandlega steyptir. Þessir lokar sýna framúrskarandi tæringarþol og yfirburða styrk. Þau eru ónæm fyrir háum hita, tæringu og sliti, sem leiðir til langrar endingartíma.
Mismunur á samsetningu og örbyggingu
Grátt steypujárn:
- Kolefnisinnihald 2,5%-4,0%, sílikoninnihald 1,0%-3,0% (Heimild: Foundry Handbook, 5th Edition). Kolefni er til í formi flögugrafíts og fylkið er perlít eða ferrít.
- Tilvist grafítflaga gefur brotfleti þess gráan lit, þess vegna er nafnið „grátt steypujárn“. Grafít getur tekið í sig titringsorku en getur einnig brotið málmfylki, dregið úr styrk.
Steypt stál:
- Kolefnisinnihald er venjulega 0,1%-0,5% (lágt-kolefni til meðalkolefnisstáls), kísilinnihald er minna en 0,6% og kolefni er til í formi fastrar lausnar eða sementíts. Örbyggingin er einsleit og þétt.
- Engin grafítúrkoma, þess vegna eru styrkur þess og sveigjanleiki umtalsvert betri en grátt steypujárn, en titringsdempandi eiginleikar þess eru lélegir.
Samanburður á vélrænum eiginleikum
Grátt steypujárn:
- Minni togstyrkur (100-400 MPa), miðlungs hörku (HB150-250), en mikill þrýstistyrkur (u.þ.b. 3-4 sinnum togstyrkur).
- Dæmigert einkenni: Góð slitþol (td stýribrautir véla), framúrskarandi titringsdeyfing (dempunargeta 6-10 sinnum meiri en steypt stál, sjá ASTM A48 staðal).
Steypt stál:
- Hár togstyrkur (400-2000 MPa, fer eftir samsetningu álfelgur), lenging getur náð yfir 20%, hentugur til að bera höggálag.
- Ókostir: Mikil hörku leiðir til erfiðrar vinnslu og gallar eins og rýrnunarhol og heitar sprungur eiga sér stað við steypu.
Steypuferli og hagkerfi
Grátt steypujárn:
- Lágt bræðslumark (u.þ.b. 1200 gráður), góð vökvi, hentugur til að steypa flókna þunna-veggða hluta og lítill rýrnunarhraði (u.þ.b. 1%).
- Lágur kostnaður, sem svarar til um það bil 60%-70% af verði steypts stáls (gagnaheimild: 2023 Metal Materials Market Report).
Steypt stál:
- Hátt bræðslumark (yfir 1500 gráður), sem krefst strangrar eftirlits með hitastigi hellunnar; mikil rýrnun (u.þ.b. 2%-2,5%), sem krefst hækkunar fyrir fóðrun.
- Síðari hitameðhöndlun (svo sem eðlileg og glæðing) er nauðsynleg, sem leiðir til hærri vinnslukostnaðar.
Dæmigert umsóknarsvið
Grátt steypujárn:
- Vélarrúm, vélarblokkir, bremsudiskar og aðrir íhlutir sem krefjast titringsdeyfingar og slitþols.
- Hentar ekki fyrir mikið-álags- eða höggumhverfi, eins og kranakróka og háþrýstiventla.
Steypt stál:
- Gír, skaft, þrýstihylki og aðrir hlutar sem verða fyrir kraftmiklu álagi.
- Hægt er að bæta tæringarþol með málmblöndu (eins og að bæta við Cr og Ni), sem gerir það hentugt fyrir efnabúnað.
Ítarleg útskýring:
- Ráðleggingar um úrval: Fyrir lágan kostnað og mikla titringsdeyfingu er grátt steypujárn valinn kostur; fyrir mikinn styrk og suðuhæfni er steypt stál betri kosturinn.
- Ný þróun: Sveigjanlegt járn (með kúlulaga grafíti) sameinar nokkra af kostum beggja, nær togstyrk upp á allt að 600 MPa, og kemur smám saman í stað sumra steypustála.
Frammistöðueiginleikar:
Lokar úr steyptu stáli skara fram úr í þéttingu, meðhöndla auðveldlega háan-þrýsting og háan-hita, þrátt fyrir tiltölulega hærra verð. Aftur á móti, þó að steypujárnslokar séu hagkvæmari, hafa þeir takmarkanir á þrýstingi og hitaþoli og eru viðkvæmir fyrir leka og sliti.
Umsóknarsviðsmyndir
Yfirburða styrkur og tæringarþol lokar úr steypu stáli gera þá að kjörnum vali fyrir háþrýstings-,-háhitaleiðslur í iðnaði eins og efna- og jarðolíu.
Steypujárns- og steypustálventill á lager
